壮观的紫外线闪光可能最终解释了白矮星爆炸的原因

这是有史以来第二次，天体物理学家发现了伴随白矮星爆炸而来的壮观的紫外线闪光。

这是一种极其罕见的超新星，这一事件为解开几个长期存在的谜团提供了机会，包括什么导致白矮星爆炸，暗能量如何加速宇宙，以及宇宙如何产生重金属，比如铁。

亚当•米勒

领导这项研究的西北大学天体物理学家亚当·米勒说:“紫外线闪光告诉我们白矮星是如何爆炸的。”“随着时间的推移，爆炸物质会远离爆炸源。随着物质变薄，我们可以看得越来越深。一年之后，这些材料会变得非常薄，我们可以一直看到爆炸的中心。”

到那时，米勒说，他的团队将会更多地了解这颗白矮星——以及所有的白矮星——是如何爆炸的，这些白矮星是死恒星的密集残留物。

这篇论文发表在今天(7月23日)的《天体物理学杂志》上。

米勒是西北大学天体物理学跨学科探索和研究中心(CIERA)的研究员，同时也是时空遗产调查公司数据科学奖学金项目的项目主管。

有罕见转折的普通事件

利用加利福尼亚的兹威基瞬变装置，研究人员在2019年12月首次发现了这颗奇特的超新星——就在它爆炸的第二天。此次事件被命名为SN2019yvq，发生在距离地球1.4亿光年的一个相对较近的星系，非常接近龙形天龙座的尾部。

几个小时后，天体物理学家利用美国宇航局的尼尔·格赫斯捷夫天文台研究了紫外线和x射线波长的现象。他们立即将SN2019yvq归类为Ia型超新星(发音为“one-A”)，这是白矮星爆炸时相当频繁发生的事件。

“这是宇宙中最常见的爆炸，”米勒说。“但特别的是这次紫外线闪光。天文学家已经寻找了很多年，但一直没有找到。据我们所知，这实际上是第二次观测到Ia型超新星的紫外线闪光。”

激烈的神秘

这一罕见的闪光持续了几天，表明白矮星内部或附近的某些东西非常热。由于白矮星随着年龄的增长变得越来越冷，大量涌入的热量使天文学家感到困惑。

白矮星是一颗非常致密的恒星，它耗尽了所有的核燃料。

米勒说:“制造紫外线最简单的方法是使用非常、非常热的东西。”“我们需要比太阳热得多的东西——比太阳热三到四倍。大多数超新星都不是那么热，所以你不会得到强烈的紫外线辐射。这颗超新星发生了一些不寻常的现象，产生了一种非常热的现象。”

米勒和他的团队相信这是理解白矮星爆炸原因的重要线索，这在该领域一直是个谜。目前，有多种相互竞争的假设。米勒对探索四种不同的假设特别感兴趣，这些假设与他的团队从SN2019yvq得到的数据分析相符。

紫外线闪光可能导致白矮星爆炸的潜在情况有:

1. 一颗白矮星消耗了它的伴星的物质，变得如此巨大和不稳定以至于爆炸。白矮星喷出的物质与伴星发生碰撞，产生了紫外线辐射;
2. 白矮星核心中极热的放射性物质与外层混合，导致外壳温度比平常更高;
3. 一层氦点燃了白矮星内部的碳，造成了极热的双重爆炸和紫外线闪光;
4. 两颗白矮星合并，引发了碰撞喷出的紫外线辐射爆炸。

“一年之内，”米勒说，“我们就能找出这四种情况中哪一种是最有可能的解释。”

惊天动地的见解

一旦研究人员知道爆炸的原因，他们将应用这些发现来了解更多关于行星的形成和暗能量。

因为宇宙中大部分的铁是由Ia型超新星产生的，更好地理解这一现象可以让我们更好地了解我们的星球。例如，来自爆炸恒星的铁形成了包括地球在内的所有岩石行星的核心。

米勒说:“如果你想了解地球是如何形成的，你需要了解铁从哪里来以及需要多少铁。”“了解白矮星爆炸的方式，可以让我们更精确地了解铁是如何产生的，以及在宇宙中的分布情况。”

照明暗能量

白矮星已经在物理学家目前对暗能量的理解中发挥了巨大的作用。物理学家预测白矮星在爆炸时亮度都是一样的。所以Ia型超新星被认为是“标准烛光”，天文学家可以计算出爆炸距离地球的确切距离。利用超新星测量距离导致了暗能量的发现，这一发现获得了2011年诺贝尔物理学奖。

“我们没有直接的方法来衡量其他星系的距离,”米勒解释道。“大多数星系远离我们。如果有Ia型超新星在一个遥远的星系,我们可以用它来测量距离和速度的结合,使我们能够确定宇宙的加速。暗能量仍是一个谜。但这些超新星探测器暗能量的最好方式,明白它是什么。”

暗能量仍是一个谜。但这些超新星探测器暗能量的最好方式和理解它是什么。”米勒亚当
天体物理学家

更好地理解白矮星,米勒认为,我们可以更好地理解暗能量和速度会导致宇宙加速。

“目前,在测量距离,我们对待所有这些爆炸是相同的,但我们有理由相信,有多个爆炸机制,”他说。“如果我们能确定准确的爆炸机理,我们认为我们可以更好的独立的超新星和更精确的距离测量。

纸”,壮观的紫外线从奇特的Ia型超新星2019 yvq闪光,“部分支持的大口径综合巡天望远镜公司Brinson基金会和摩尔基金会。

主题:研究空间,温伯格艺术与科学学院